TW201520655A - 背光模組 - Google Patents

Abstract

一種背光模組包含背板、反射層、導光板以及燈條。 反射層設置於背板，導光板具有相對之入光面與出光面，出光面具有第一勻光區與第二勻光區，第一勻光區具有複數個第一微結構，第二勻光區具有複數個第二微結構，且第一微結構之取光能力大於第二微結構之取光能力。燈條貼合於入光面且對準第一勻光區，且燈條正面朝向反射層發光。燈條發出之光線經反射層反射後抵達入光面，然後在出光面形成一均勻面光源。

Description

背光模組

本發明是有關於一種背光模組，特別是有關於一種直下式的背光模組。

背光模組是液晶顯示面板中的重要零組件之一，由於液晶本身不發光，因此背光模組的功能主要是在提供充足的亮度以及分佈均勻的光源，以使得液晶顯示面板能夠顯示影像。

一般而言，背光模組以其光源的位置分類，可分為側入式的背光模組以及直下式的背光模組。側入式背光模組為光源擺在側邊，再藉由導光板及其他光學膜片將線光源轉化為亮度均勻的面光源。因此，若側入式背光模組以發光二極體作為其發光元件，則需密集設置多個發光二極體於導光板側邊，才能順利地轉化為均勻的面光源。

直下式背光模組為光源設置於導光板或擴散板之下方，使光源直接正面射出至導光板或擴散板上。相較於側入式背光模組，直下式背光模組所需使用的發光二極體數量較少，但因為光源正面射出，所以需要較大的混光空間，使得直下式背光模組之厚度較厚，難以符合液晶顯示 面板越做越薄的趨勢。

本發明之一技術態樣是在提供一種背光模組，用以解決以上先前技術所提到的困難。

根據本發明之一實施例，背光模組包含背板、反射層、導光板以及燈條。反射層設置於背板之表面，導光板具有相對之入光面與出光面，入光面面對反射層，出光面具有第一勻光區與第二勻光區，第一勻光區具有複數個第一微結構，第二勻光區具有複數個第二微結構，且第一微結構之取光能力大於第二微結構之取光能力。燈條背面貼合於入光面且對準第一勻光區，正面朝向反射層發光。燈條發出之光線經反射層反射後抵達入光面，再進入導光板中，然後在出光面形成一均勻面光源。

根據本發明之一或多個實施例，上述燈條包含複數個點光源，且反射層於對應此些點光源的位置設有相應的多個展光結構，用以改變光線行進方向。

根據本發明之一或多個實施例，上述展光結構為側面內凹成凹面鏡狀之圓錐。

根據本發明之一或多個實施例，上述圓錐之頂角不超過30度。

根據本發明之一或多個實施例，上述展光結構具有粗糙外表面。

根據本發明之一或多個實施例，上述展光結構為剖 面形狀為三角形之圓錐，且頂角介於90度與175度之間。

根據本發明之一或多個實施例，上述第一、第二為結構為凹槽或凸點，且第一微結構之槽深或高度大於第二微結構之槽深或高度，以提供較強的取光能力。

根據本發明之一或多個實施例，上述第一、第二微結構為凹槽或凸點，且第一微結構之密度大於第二微結構之槽深，以提供較強的取光能力。

綜上所述，本發明之背光模組藉由將燈條先朝向背板上的反射層發光，再藉由反射層反射光線至導光板之入光面中，使得背光模組可縮小導光板以及背板之間之間隔高度，但同時又可提供給燈條發出之光線足夠的混光距離，藉此縮小直下式之背光模組整體的厚度。

10‧‧‧背光模組

100‧‧‧背板

110‧‧‧反射層

120‧‧‧導光板

121‧‧‧入光面

122‧‧‧出光面

123‧‧‧第一勻光區

123s‧‧‧第一微結構

124‧‧‧第二勻光區

124s‧‧‧第二微結構

130‧‧‧燈條

131‧‧‧點光源

132‧‧‧電路板

140‧‧‧展光結構

141‧‧‧側面

A‧‧‧第一距離

B‧‧‧第二距離

D1、D2‧‧‧槽深

θ‧‧‧頂角

H‧‧‧間隔高度

S1、S2‧‧‧光線

R‧‧‧區域

為讓本發明及其優點更明顯易懂，所附圖式之說明參考如下：第1圖係繪示本發明一實施例之背光模組之剖面圖。

第2圖係繪示第1圖之區域R的局部放大圖。

第3圖係繪示本發明之展光結構之另一實施例之剖面圖。

第4圖係繪示本發明之展光結構之再一實施例之剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施例，為明確 說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。

請一併參考第1圖與第2圖，第1圖係繪示本發明一實施例之背光模組之剖面圖，第2圖係繪示第1圖之區域R的局部放大圖。如圖所示，背光模組10係屬於一種直下式的背光模組，其燈條130設置在導光板120之底部，其中，本實施例藉由將燈條130發出之光線經由反射層110反射後再進入導光板120中，而大幅降低背光模組10之厚度。以下將說明本實施例之背光模組之詳細結構。

請參考第1圖，背光模組10包含背板100、反射層110、導光板120以及燈條130。反射層110設置於背板100之表面101。在本實施例中，反射層110可為背板100表面101上另外貼覆之高反射率材質，如金屬等，但不以此為限。在本發明之其他實施例中，反射層110可以是將背板100之表面101研磨成光滑且具高反射率的平面而形成。

導光板120具有相對之入光面121與出光面122，入光面121面對反射層110，出光面122具有第一勻光區123與第二勻光區124。第一勻光區123具有複數個第一微結構123s，第二勻光區124具有複數個第二微結構124s，其中第一微結構123s的取光能力大於第二微結構124s的 取光能力。

需說明的是，此處的『取光能力』指的是第一、第二微結構123s、124s將光線由導光板120內部萃取到空氣中的能力。具體而言，當導光板120內部的光線到達出光面122時，將會產生部分折射與部分反射的現象，因此若導光板120表面的第一微結構123s之取光能力越好，代表會有較多的光線經由第一微結構123s折射到空氣中。

為了更具體了解上述之『取光能力』，請參考第2圖中之局部放大圖。如圖所示，在本實施例中，第一、第二微結構123s、124s為弧形凹槽，且第一微結構123s之槽深D1大於第二微結構124s的槽深D2，因此當光線抵達導光板120之出光面122時，會有較多的光線由第一微結構123s折射出去，故第一微結構123s的取光能力較第二微結構124s好，但不限於此。在本發明之其他實施例中，第一、第二微結構123s、124s可為V型溝槽或凸點，且第一微結構123s之溝槽槽深或凸點高度大於第二微結構124s之溝槽槽深或凸點高度，或者是第一微結構123s之溝槽或凸點的排列密度可大於第二微結構124s之溝槽或凸點的排列密度，均可達到第一微結構123s取光能力較好的效果。

在本實施例中，燈條130背面貼合於入光面121且燈條130正面朝向反射層110發光，使燈條130發出之光線S1經由反射層110反射後才抵達入光面121，再進入導光板120中。值得一提的是，燈條130貼合入光面121之位置需對準取光能力較好的第一勻光區123。原因在於，當 光線經由反射層110反射後，出光面122面對燈條130之區域較容易因為燈條130本身的遮擋而出現較暗的陰影。因此，將燈條130對準第一勻光區123，使得出光面122面對燈條130之區域可藉由第一勻光區123內取光能力較好的第一微結構123s萃取較多的光線，使得出光面122面對燈條130之區域不會產生陰影，而形成均勻的面光源。

如此，本實施例藉由將燈條130背面貼合於導光板120之入光面121，使得燈條130發出之光線S1可經過至少一次反射後才進入入光面121中，藉此大幅縮小背光模組10之厚度。更詳細而言，若本實施例之反射層110與入光面121之間之第一距離為A，燈條130與反射層110之間之第二距離為B，則燈條130所發出之光線S1所經過的混光距離至少等於第一距離A加上第二距離B的總合。相較於傳統的直下式背光模組，燈條130設置於背板100上且燈條130之光線直接入射至導光板120中，因此為了使燈條130發出的光線經過足夠的混光距離，背板100與導光板120之間至少需具備第一距離A加上第二距離B的間隔高度H，而本案只需約一半的第一距離A加第二距離B的間隔高度H，就可具備傳統的直下式背光模組的混光效果。因此，本實施例可大幅地降地背光模組10的厚度，且又可具有直下式背光模組10中只需較少的發光元件的優點。

請參考第1圖，在本實施例中，更詳細而言，燈條130可由複數個點光源131所組成，點光源131可為發光二 極體(Light Emitting Diode,LED)發光元件。需說明的是，第1圖因為是剖面圖，所以圖面上之燈條130只繪示出一個點光源131，但在三維空間中，燈條130應排列有複數個點光源131。

此外，在部分實施例中，燈條130在點光源131以及導光板120之間，可更包含電路板132，點光源131貼覆於電路板132上，且點光源131朝向反射層110之方向發光。在本實施例中，電路板132可為金屬基印刷電路板，以提供較好的散熱效果，但不以此為限。在本發明之其他實施例中，電路板132可為透明導電薄膜，例如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)，可提供較好的透光率。

在本實施例中，反射層110於對應此些點光源131的位置處可設有展光結構140。亦即，此些點光源131在反射層110之正投影，至少部分落在展光結構140中。展光結構140可用以改變燈條130直射至展光結構140之光線S2行進的方向。詳言之，以燈條130中之點光源131為發光二極體為例，則點光源131發出之光形主要為朝向展光結構140之方向，例如為光線S2之方向，只有少數會由光線S1之方向直接打在反射層110上。因此，本實施例之展光結構140主要係使點光源131發出之光線S2朝向展光結構140之周圍發散，使得點光源131發出之光形由原本朝向展光結構140的單一方向轉為多向性地朝展光結構140周圍發散，藉此促進點光源131之光線S2在進入導光板120之入光面121前的混光效果。

換言之，發光二極體原本提供類似橢圓形狀的光包，且橢圓光包的長軸遠大於短軸，當光包的光線觸及展光結構140時，便會被展光結構140破壞其行進路線而分光。因此，反射後的光線在導光板120與反射層110間不斷反彈而傳遞，每觸及導光板120之入光面121，即有部分光線被萃取到出光面122。整體觀之，本實施例利用展光結構140先將光包瓦解，再以反射層110將瓦解後的光包展開及傳遞，進而減少原本直下式架構下，點光源131到導光板120之入光面121所需的展光路徑。

在本實施例中，展光結構140可自反射層110面向燈條130之表面突出，且展光結構140為剖面形狀為三角形之圓錐。此圓錐之頂角θ介於90度與175度之間。本實施例以頂角θ為90度為例，當光線S2打在展光結構140之側面141時，側面141可反射光線S2，使得光線S2朝向大致平行反射層110之方向前進，因此頂角θ為90度時可具有較佳的展光效果。

具體而言，展光結構140可以是逐一對應點光源131的多個圓錐，也可以是與燈條130平行設置之一凸稜，凸稜的剖面即具有與所述圓錐之剖面相同的物理結構。剖面結構的設計有二，其一是單純的三角錐，此時頂角θ為90-175度之設計。其二是針對前述的橢圓形光包，所相應設計之凹面拋物線形角椎，此時角錐之頂角θ以不超過30度為宜。

請參考第3圖，其係繪示本發明之展光結構140之 另一實施例的剖面圖。在第3圖中之展光結構140與第1圖之實施例不同在於，本實施例之展光結構140可為側面141內凹成凹面鏡狀之圓錐，且此圓錐之頂角θ不超過30度。值得一提的是，在本實施例中，展光結構140與反射層110可為一體成形之結構。詳言之，展光結構140可自反射層110面向燈條130之表面突出，且展光結構140之側面141可為光滑且具有高反射率之曲面，但不以此為限。在本發明之其他實施例中，展光結構140可為另外設置在反射層110上之結構。

接著，請參考第4圖所繪示之展光結構之再一實施例的剖面圖。如圖所示，展光結構140可同第2圖中側面141內凹成凹面鏡狀之圓錐並且自反射層110面向燈條130之表面突出。本實施例與第2圖之實施例不同在於，本實施例之展光結構140之側面141可為一種粗糙之外表面，使燈條130之光線S2打在展光結構140上時會造成散射的現象，藉此達到展光的效果。

綜上所述，本發明之上述實施例之背光模組，將燈條背面貼覆於導光板之入光面上，並且在背板面向燈條之表面上設置反射層，使得燈條發出之光線先經由反射層反射後，才抵達導光板之入光面上，藉此在導光板與背板之有限的空間中，增加燈條發出之光線的混光距離。因此，相較於傳統的直下式背光模組而言，本發明之上述實施例可縮小背光模組之厚度，以符合液晶顯示面板越做越薄的趨勢。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧背光模組

100‧‧‧背板

101‧‧‧表面

110‧‧‧反射層

120‧‧‧導光板

121‧‧‧入光面

122‧‧‧出光面

123‧‧‧第一勻光區

124‧‧‧第二勻光區

130‧‧‧燈條

131‧‧‧發光元件

132‧‧‧電路板

140‧‧‧展光結構

141‧‧‧側面

A‧‧‧第一距離

B‧‧‧第二距離

θ‧‧‧頂角

H‧‧‧間隔高度

S1、S2‧‧‧光線

R‧‧‧區域

Claims (10)

1. 一種背光模組，包含：一背板；一反射層，設置於該背板之表面；一導光板，具有相對之一入光面與一出光面，該入光面面對該反射層，該出光面具有一第一勻光區與一第二勻光區，該第一勻光區具有複數個第一微結構，該第二勻光區具有複數個第二微結構，該些第一微結構的取光能力大於該些第二微結構的取光能力；以及一燈條，背面貼合該入光面且對準該第一勻光區，正面朝向該反射層發光，該燈條發出之光線經該反射層反射後抵達該入光面，再進入該導光板，然後在該出光面形成一均勻面光源。
2. 如權利要求1所述之背光模組，其中該燈條係由複數個點光源所組成，且該反射層於對應該些點光源的位置，設有複數個展光結構，用以改變光線行進方向。
3. 如權利要求2所述之背光模組，其中該展光結構為側面內凹呈凹面鏡狀之一圓錐。
4. 如權利要求3所述之背光模組，其中該圓錐之頂角不超過30度。
5. 如權利要求2所述之背光模組，其中該展光結構具有一粗糙外表面。
6. 如權利要求2所述之背光模組，其中該展光結構為剖面形狀為三角形之一圓錐，且該圓錐之頂角介於90度與175度之間。
7. 如權利要求1所述之背光模組，其中該些第一、第二微結構為凹槽，且該些第一微結構之槽深大於該些第二微結構。
8. 如權利要求1所述之背光模組，其中該些第一、第二微結構為凹槽，且該些第一微結構之密度大於該些第二微結構。
9. 如權利要求1所述之背光模組，其中該些第一、第二微結構為凸點，且該些第一微結構之高度大於該些第二微結構。
10. 如權利要求1所述之背光模組，其中該些第一、第二微結構為凸點，且該些第一微結構之密度大於該些第二微結構。